冶⾦概论考试重点总结
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第⼀章：绪论
1、冶⾦学的分类？
按研究的领域分：提取冶⾦学（从矿⽯中提取⾦属及⾦属化合物的过程，因其中进⾏很多化学反应，⼜称化学冶⾦）和物理冶⾦学（材料的加⼯成型，通过控制其组成、结构使已提取的⾦属具有某种性能）。
按所冶炼⾦属类型分：有⾊冶⾦和钢铁冶⾦（⿊⾊冶⾦）。
按冶⾦⼯艺过程不同分：⽕法冶⾦、湿法冶⾦、电冶⾦。
2、钢与⽣铁的区别？
3、钢铁⽣产的典型⼯艺（长流程）？
4、什么是耐⽕材料？钢铁⽣产对耐⽕材料的要求是什么？
红外多点触摸屏凡是耐⽕度⾼于1580℃，能在⼀定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受⾼温荷重作⽤的⽆机⾮⾦属材料，称为耐⽕材料。其要求是：耐⽕度⾼；能抵抗温度骤变；抗熔渣、⾦属液等侵蚀能⼒强；⾼温性能和化学稳定性好。 5、什么是炉渣？炉渣的分类以及碱度？
炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到⽣铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。 其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。 根据冶炼⽅法的不同，钢铁⽣产产⽣的炉渣分为⾼炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分⼜可分为碱性渣和酸性渣。
第⼆章：⾼炉炼铁
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1、⾼炉冶炼⽤原料？
⾼炉冶炼⽤的原料主要有铁矿⽯（天然富矿和⼈造富矿）、燃料（焦炭和喷吹燃料）、熔剂（⽯灰⽯与⽩云⽯等）。⾼炉冶炼是连续⽣产过程，必须尽可能为其提供数量充⾜、品味⾼、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。
2、⾼炉结构及附属设备？
⾼炉本体主要由钢结构（炉体⽀承框架、炉壳）、炉衬（耐⽕材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、⽀管、直吹管、风⼝）和检测仪器设备等组成。
附属设备：原料供应系统、送风系统、煤⽓净化系统、渣铁处理系统。
3、⾼炉⽣产主要技术经济指标？
有效容积利⽤系数（?V）：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天⽣产的合格铁⽔量（t/m3·d）
⼊炉焦⽐（K）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的焦炭量（kg/t）
煤⽐（或油⽐）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）
燃料⽐＝焦⽐＋煤⽐（或油⽐）
冶炼强度：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天消耗的（⼲）焦炭量（焦⽐⼀定的情况下）
⽣铁合格率：⽣铁化学成分符合国家标准的总量占⽣铁总量的指标。
休风率：⾼炉休风时间（不包括计划⼤、中、⼩修）占⽇历⼯作时间的百分数。
⽣铁成本：⽣产每吨合格⽣铁所需原料、燃料、材料、动⼒、⼈⼯等⼀切费⽤的总和，单位：元/tFe。
炉龄（⾼炉⼀代寿命）：即从⾼炉点⽕开始到停炉⼤修之间实际运⾏的时间或产铁量。炉龄长，产铁多，经济效益⾼。
4、⾼炉炉渣的来源、成分、炉渣中氧化物的种类、碱度？
⾼炉炉渣的来源：矿⽯中的脉⽯、焦炭(燃料)中的灰分、熔剂中的氧化物、被侵蚀的炉衬等。⾼炉炉渣的成分：氧化物为主，且含量最多的是SiO2、CaO、Al2O3、MgO。
炉渣中氧化物的种类：碱性氧化物、酸性氧化物和中性氧化物。以碱性氧化物为主的炉渣称碱性炉渣；以酸性氧化物为主的炉渣称酸性炉渣。
炉渣的碱度(R)：炉渣中碱性氧化物和酸性氧化物的质量百分数之⽐表⽰炉渣碱度：
⾼炉炉渣碱度⼀般表⽰式：R=m(CaO)／m (SiO2) 炉渣的碱度根据⾼炉原料和冶炼产品的不同，⼀般在1.0～1.3之间。
5、⾼炉炉渣的作⽤？
分离渣铁，具有良好的流动性，能顺利排出炉外。具有⾜够的脱硫能⼒，尽可能降低⽣铁含硫量，保证冶炼出合格的⽣铁，具有调整⽣铁成分，保证⽣铁质量的作⽤。
保护炉衬，具有较⾼熔点的炉渣，易附着于炉衬上，形成“渣⽪”，保护炉衬，维持⽣产。
6、⾼炉中的还原反应？（更详细的内容见PPT）
还原剂夺取⾦属氧化物中的氧，使之变为⾦属或该⾦属低价氧化物的反应。
⾼炉炼铁常⽤的还原剂主要有CO、H2和固体碳。
7、送风炉的原理以及类型？（见PPT）
第三章：炼钢基本原理
1、炼钢的基本任务是什么？
四脱：C、S、P、O；⼆去：⽓体、夹杂；⼆调整：温度、成分；浇注。
2、炉渣在炼钢中的作⽤，其来源及主要成分？
作⽤：通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可以控制⾦属中各元素的氧化和还原过程；向钢中输送氧以氧化各种杂质；吸收钢液中的⾮⾦属夹杂物，并防⽌钢液吸⽓（H、N）。其它作⽤。如：稳定电弧，保护渣。副作⽤：侵蚀炉衬；降低⾦属收得率。
炼钢炉渣的来源：加⼊的各种造渣材料及被侵蚀炉衬；炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化物；废钢带⼊得泥沙和铁锈；氧化物或冷却剂带⼊的脉⽯。炉渣的组成以各种⾦属氧化物为主，并含有少量硫化物和氟化物。炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO2-FeO。
3、脱碳反应及其作⽤？
炼钢的⼀个重要任务是利⽤氧化⽅法将铁液中过多的碳去除，称为脱碳。脱碳反应是贯穿于冶炼过程。在⾼温下[C]主要氧化成为CO。
脱碳反应除了调整钢液碳含量的作⽤外，其反应产物CO⽓体的上浮排除使得脱碳反应给炼钢带来独特的作⽤。促进熔池成分、温度均匀；提⾼化学反应速度；降低钢液中的⽓体含量和夹杂物数量；造成喷溅和溢出。
4、炼钢熔池中的各种氧化？（见PPT）
5、脱硫、脱磷的反应式？
⽤碱性炉渣进⾏脱磷的反应为：
在渣-⾦界⾯：3(CaO)+2[P]+5[O]=(3CaO·P2O5)
3(CaO)+2[P]+5(FeO)=(3CaO·P2O5)+5Fe
在渣-⾦-⽓界⾯：3(CaO)+2[P]+5/2O2=(3CaO·P2O5)
炉渣分⼦理论认为，脱硫反应为：［S］+（CaO）=（CaS）+［O］
分⼦理论解释不了纯FeO渣也能脱硫的现象，故炉渣离⼦理论认为，脱硫反应属于电化学反应：
［S］+（O2-）=（S2-）+［O］
6、钢中夹杂物的分类？（详细的内容见PPT）
挤爆胶囊按夹杂物的化学成分分：氧化物夹杂；硫化物夹杂；氮化物夹杂。
按加⼯变形后夹杂物的形态分：塑性夹杂；脆性夹杂；半塑性夹杂。
按夹杂物的来源分：内⽣夹杂和外来夹杂。
7、脱氧的⽅法及优缺点？（见PPT）
1、炼钢⽤原材料？
⾦属料：铁⽔；废钢；铁合⾦；辅助材料：造渣材料；氧化剂；冷却剂；还原剂和增碳剂。
2、铁⽔预处理⼯艺？
铁⽔预处理是指铁⽔进⼊炼钢炉之前对其进⾏脱除杂质元素或从铁⽔中回收有价值元素的⼀种⼯艺。
铁⽔预处理可分为普通铁⽔预处理和特殊铁⽔预处理，前者有脱硫、脱硅、脱磷或同时脱磷脱硫；后者有铁⽔提钒、提铌等。
3、顶底复吹转炉炼钢的设备？
顶底复吹转炉炼钢的设备由4个系统组成，每个系统⼜由各⾃的设备组成：
炼钢容器的炉⼦系统；
提供炼钢所需的氧⽓和底部搅拌⽓体的供⽓系统；
提供炼钢所需的⾦属料和造渣材料的供料系统；
对⾼温含尘烟⽓进⾏降温除尘处理，并回收余热和煤⽓的烟⽓处理系统。
4、顶底复吹转炉⼯艺及冶⾦特点？
转炉复合吹炼⼯艺最初是沿袭顶吹和底吹两种吹炼⼯艺逐步发展完善：即在顶吹转炉底部喷吹惰性⽓体和在底吹转炉上部安装顶吹氧。
实践证明，复吹转炉基本保留了顶吹转炉和底吹转炉（这两个炉⼦的详细内容见PPT）的优点，避免各⾃的缺点，成为当代转炉的基本操作⼯艺。
瞄准器特点：炉渣氧化性⽐顶吹转炉明显降低。因此钢的含氧量少，⾦属和合⾦元素收得率⾼，终点残锰量增加，炉衬侵蚀量下降。熔池搅拌强烈，使得脱磷、脱硫反应更加接近平衡，渣⾦间的磷、硫分配⽐⾼。吹炼平稳，喷溅量少。
5、铁⽔预处理脱硫的两种常⽤⽅法、脱硫反应？
两种⽅法为：KR法、顶部喷吹法
铁⽔预处理脱硫常⽤的脱硫剂有CaC2、CaO、Na2CO3、Mg以及由它们组成的各种复合脱硫剂。
脱硫剂与铁⽔中的硫反应为：
Mg（g）+[S]=MgS（S）
CaO（S）+[S]=CaS（S）+[O]
6、氧位？
在实际吹炼中，喷头结构﹑氧⽓⼯作压⼒和流量通常保持⼀定，所以可以通过控制位来控制吹炼过程向熔池中的供氧和熔池的搅拌。
位指喷头到静⽌⾦属熔池液⾯的距离。⾼位指该距离⼤，低位指该距离⼩。
硬吹是氧位低或氧压⾼时的供氧⽅式。软吹为位⾼或氧压低时的供氧⽅式。
7、终点控制和出钢操作？
终点控制：内容包括钢⽔成分[C]﹑[P]﹑[S]含量应满⾜出钢要求，钢⽔温度应达到出钢温度。在终点都要测温取样，如果两者之⼀不满⾜出钢要求，就要进⾏补吹。
补吹会产⽣⼀些不良影响如铁损增加，⽓体含量增⾼，炉衬侵蚀严重。补吹应尽量避免。出钢操作：钢⽔成分和温度达到出钢要求后，便可摇炉将钢⽔通过出钢⼝倒⼊钢包中。
为了减少转炉内的炉渣进⼊钢包，影响钢⽔成分，应采⽤挡渣技术和在钢包中加⼊⼩粒⽯灰基粉剂提⾼钢包顶渣碱度和降低渣中FeO含量。
常⽤的挡渣⽅法是⽤挡渣球挡渣和⽓动挡渣。
为了减少钢⽔进⼊钢包时的热量损失，降低出钢温度，应对钢包进⾏烘烤，达到红包出钢。
8、装料顺序？
⼀般来说是先装废钢后兑铁⽔，防⽌加⼊铁⽔时造成喷溅。到了炉役后期，或者废钢装⼊量⽐较多的转炉，可以先兑铁⽔，后加废钢。
第五章：电炉炼钢
1、电⽓设备及作⽤？
⾼压电源与隔离开关：⾼压电源⼀般为10~110KV；隔离开关主要⽤于电炉设备检修时，断开⾼压电源，有时也⽤来进⾏切换操作。
⾼压断路器：它的作⽤是使⾼压电路在负载下接通或断开，并作为保护开关在电⽓设备发⽣故障时，⾃动切断⾼压电路。
电抗器：串联在变压器⾼压侧，其作⽤是增加电路中感抗，以达到稳定电弧和限制短路电流的⽬的。
2、传统的氧化法冶炼⼯艺操作过程包括？
补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段组成。主要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称⽼三期，它是电炉炼钢的基础。
3、补炉部位：炉衬损坏的主要部位是炉壁渣线，出钢⼝，炉门两侧。
补炉⽅法：补炉⽅法可分为⼈⼯投补和机械喷补
补炉的原则是：⾼温、快补、薄补。
手机盒补炉材料：碱性电炉机械喷补材料主要⽤镁砂、⽩云⽯或两者的混合物，并掺⼊磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。
4、还原期的主要任务？
脱氧⾄要求（w O为0.003-0.008%）；脱硫⾄⼀定值；调整钢液成分，进⾏合⾦化；调整钢液温度。其中：脱氧是核⼼，温度是条件，造渣是保证。大功率led天花灯
氧化期的主要任务
造渣脱磷到要求（w P＜0.02％）；脱碳（C-O）⾄规格下限；去⽓、去夹杂（利⽤C-O反应）；提⾼钢液温度。当钢液的温度、磷、碳等符合要求，扒除氧化渣、造稀薄渣进⼊还原期。
第六章：炉外精炼
1、炉外精炼S.R. (Secondary Refine) ：按传统⼯艺，将常规炼钢炉（转、电）中完成的精炼任务（四脱（S、P、C、O），⼆去（⽓体、夹杂），两调整（温度、成分）），部分或全部地转移到钢包或其它容器中进⾏。
2、炉外精炼的特点：
⼆次冶⾦。创造最佳环境，提⾼效率、解决难创造最佳条件和效率低的问题；
具备各种类型的搅拌，改善了动⼒学条件，解决了优越性不能发挥的问题；
具备浇注功能（钢包炉、容器）省略出钢过程，解决了已精炼钢⽔的再污染、⼯艺安排⽭盾的问题。
3、炉外精炼⼿段：具有独⽴性、作⽤时间可控、作⽤强度可调的特定⽅法、措施称为精炼⼿段。
4、RH法⼜称真空循环脱⽓法。基本⼯艺原理是利⽤⽓泡将钢⽔不断地提升到真空室内进⾏脱⽓、脱碳等反应，然后回流到钢包中。运⽤了真空、搅拌两种精炼⼿段。功能：脱⽓，成分的微调。
LF精炼⼿段：基本⼿段：加热、渣洗、搅拌。扩展⼿段：真空（LF-V）、喷吹（WF）LF 精炼功能：脱硫、脱氧、调整钢液温度、成分微调。
供电制度：在加热初期，采⽤低功率供电造渣；渣料熔化后，实现埋弧精炼，采⽤⾼功率供电。
连续加热10～15分钟后，应停⽌加热2～5分钟，以便使钢液温度上下均匀，不致于造成渣⾯局部温度过⾼。
加热时间约为30分钟。升温速度控制在2～4℃/min。
在⼀定的吹氩量下，采⽤⼤流量吹Ar，缩短处理时间，通常为100～600NL/min。
吹氩原则为：钢包到位后，采⽤中等吹Ar量，其作⽤是均匀成分和温度，以便进⾏取样测温；化渣时，采⽤⼤流量吹Ar，⽬的快速化渣。加合⾦时，采⽤⼤流量吹Ar，将炉渣吹开，⽬的是加速合⾦熔化，提⾼合⾦收得率。通电时，采⽤⼩流量吹Ar，⽬的均匀温度⼜不引起⼤的液⾯波动。
第七章：连续铸钢
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